本期《中国农业科学》精选

　　

生物通综合：

利用水稻C0 t-1 DNA 和基因组DNA 对栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻基因组的比较分析 [投本文一票]

【目的】研究中高度重复序列在稻属不同物种基因组进化中的作用。【方法】用栽培稻C0 t-1 DNA 和基因组DNA(gDNA)作为探针，分别对栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻进行荧光原位杂交(FISH)和比较基因组杂交 (CGH)。【结果】C0 t-1 DNA 覆盖栽培稻、药用野生稻和疣粒野生稻基因组比例(%)和大小(Mb)分别为47.10±0.16， 38.61±0.13，44.38±0.13 和212.33±1.21，269.42±0.89 以及532.56±1.68。栽培稻gDNA 在药用野生稻和疣粒野生稻基因组中的覆盖率约为91.0%和93.6%，含量分别约为634 Mb 和1123 Mb，各有365 Mb 和591 Mb 不属于源自栽培稻基因组的中高度重复序列，未被栽培稻gDNA 所覆盖的部分，分别为64 Mb 和78 Mb 左右。此外，以C0 t-1 DNA 的组成为依据，对这3 个种核型进行了同源性聚类。【结论】稻属中度和高度重复序列和功能基因一样，在不同种中也存在着高度同源性和保守性，并在进化过程中得以保存下来。药用野生稻和疣粒野生稻基因组增大的重要原因之一，可能是基因组中度和高度重复序列加倍的结果，药用野生稻这种序列扩增相对疣粒野生稻要缓和得多。另外，这两个野生种在长期进化过程中，由于存在加倍、重排和基因选择性丢失等现象，形成了具有自己种的特异性的基因组成分。
 
金大米：转基因作物生物政治分析的一个范本 [投本文一票]

在生物技术时代关于遗传修饰生物（GMO）有很多争论。本文提出生物政治的概念，以概括与GMO 有关的所有政治问题及其解决机制，并以世界知名的转基因作物金大米作为分析的范本。在综述了金大米计划的参与者和涉及的有关问题之后，本文着重介绍了金大米计划的支持者和反对者关于金大米有关问题的争论，并对金大米的生物政治问题予以分析评述。得出结论认为，GMO 的生物政治的存在是合理的，并为GMO 的管理者提出建议，其中包括尊重生物政治的多元化、采取相应的多元化政策和对不同GMO 作物区别对待等，以应对GMO 的生物政治问题。
 
利用SSR 标记分析27 个玉米群体的遗传关系 [投本文一票]

【目的】分析27 个CIMMYT 玉米群体和中国玉米群体的遗传多样性及其之间的遗传关系，为玉米种质的扩增与改良提供依据。【方法】利用SSR 标记技术和DNA 混合取样方法，选取均匀覆盖玉米染色体组的71 对SSR 引物对样品进行PCR 扩增分析。【结果】71 对引物在27 个群体中共扩增出389 个等位基因，每个SSR 位点的等位基因数为2～19 个，平均为5.48 个；平均多态性信息量为0.66，变化范围0.27～0.92。来自CIMMYT 群体的多态性位点总数比国内适应群体的略高，但其多态性位点比例基本相同。根据27 个群体的108 个样本的遗传相似系数矩阵做出树型图，把27 个群体大体分成了国内和国外两大群6 个亚群。【结论】热带、亚热带玉米种质含有更多的特有基因，导入热带、亚热带玉米种质可扩增温带玉米种质基础，聚类结果与系谱基本吻合。
 
中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究 [投本文一票]
 
中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究主要进展包括4 个方面，（1）从食品品质—性状 —蛋白质—DNA 四个层次对中国230 份小麦品种的6 类49 个品质性状进行深入系统研究，建立了中国小麦品种品质评价体系；建立了中国面条标准化实验制作与评价方法，明确了选种指标，建立并验证其分子标记选择体系，还优化并完善面包、北方馒头和饼干的评价方法与选种指标；（2）创立高分子量谷蛋白亚基酸性毛细管电泳（A-CE）与高低分子量谷蛋白亚基质谱（MS）鉴定方法；发现了与面筋强度直接相关的水溶性蛋白WS-6；改进SDS-PAGE 方法，明确了面包和面条对亚基组成的要求。筛选出Glu-B1和Glu-D3位点8 个亚基的STS 标记，明确了Glu-D3 位点亚基与基因的关系；在小麦近缘种中鉴定了15 个新亚基，丰富了品质改良的候选基因资源；（3）阐明了从农家种、历史改良品种到目前主栽品种的籽粒硬度演变规律和等位变异特点，发现7 个新等位基因，修正硬度形成的分子理论；（4）制定全国小麦品质区划方案，为全国品质育种提供了3 批亲本。为了更好推动中国小麦品质改良工作的发展，建议加强4 个方面的工作。
 
 
不同类型水稻支链淀粉理化特性及其与米粉糊化特征的关系 [投本文一票]

【目的】探索稻米中支链淀粉理化特性及其与米粉的糊化特征的关系。【方法】以不同类型水稻代表性品种为材料，测定支链淀粉的蓝值和最大吸收波长，用Sephadex G75 层析柱分析支链淀粉分枝链的链长分配，并分析其与稻米RVA 谱和米饭质地间的关系。【结果】不同类型代表品种的支链淀粉的蓝值和最大吸收波长存在显著差异，籼型品种稻米支链淀粉的蓝值和最大吸收波长要高于粳型（巴西陆稻除外），非糯性品种支链淀粉的蓝值和最大吸收波长呈极显著的线性关系( r=0.995**)。经Sephadex G75 分离的FrⅠ部分的链长的平均聚合度>100 glucose unite，FrⅡ部分的链长的平均聚合度为44～47 glucose unite，FrⅢ部分的链长的平均聚合度为10～ 17glucose unite。不同类型代表品种支链淀粉中长分枝链与短分枝链的比率存在明显的差异，在供试的糯性品种中，籼糯含长分枝链比粳糯多；非糯性品种中，籼稻比除粳型偏籼的巴西陆稻以外的粳稻含有更多的长分枝链。在同一类型品种中，供试的籼型杂交稻的支链淀粉中含有的长分枝链要比常规稻多，陆稻品种含的长的分枝链要高于水稻品种。支链淀粉的短链部分(FrⅢ)的比率与最高粘度和崩解值呈极显著的正相关关系( r=0.969**, r=0.949**)，而长链部分(Fr(Ⅰ+Ⅱ))与最高粘度和崩解值呈极显著负相关关系( r=-0.969**, r=-0.949**)。【结论】水稻支链淀粉的分枝链长分配与稻米品质关系密切。在非糯性品种中，硬性和凝聚性大、松弛性和粘附性小的品种，米饭的口感表现硬，咀嚼有渣感，其Fr(Ⅰ+Ⅱ)比率大，即支链淀粉所含长分枝链比率高。
 
棉纤维综合品质指数模型构建 [投本文一票]

目的】用棉纤维品质指标拟合能同时表达棉纤维综合品质和纺纱质量棉纤维综合指数模型。【方法】通过不同品质棉纤维的纺纱试验，采用主成分分析等方法，对不同品质原棉纺纱试验结果和棉纤维品质指标进行分析。【结果】⑴ 在成纱质量多个指标中，单纱强力是主要指标。⑵ 原棉纤维品质是决定单纱强力的主要因素。在不同纺纱工艺下，虽然同一原棉单纱强力不同，但不同原棉单纱强力分布趋势不受纺纱工艺影响，即如果棉纤维综合品质高，则在任何工艺条件下，其单纱强力高。⑶ 纤维长度、纤维强度、整齐度和麦克隆值是棉花纤维综合品质关键指标。基于上述研究结果建立棉纤维综合品质指数（ IFQI）模型。经过分析，反映纺纱均匀性指数、单纱强力、成纱综合品质可选择模型Str Mic Len IFQI × − = / ) 10 ( 。IFQI 模型机理性强、自变量少、形式简单直观，且与单纱强力、纺纱均匀指数呈极显著正相关。并建立SCI与IFQI间关系模型：SCI=0.3684× IFQI+35.588。【结论】IFQI模型可作为农业部棉纤维检验和纺织工业棉纤维检验部门共同参考指数，不仅解决两部门棉纤维重复检验问题，而且能大大减少棉纤维检验工作量。

基于人工神经网络的大豆叶面积高光谱反演研究 [投本文一票]

【目的】探索不同高光谱模型监测大豆叶面积指数LAI的精度。【方法】实测不同水肥耦合作用下，大豆冠层的高光谱反射率与叶面积指数（Leaf Area Index）数据，对二者进行相关分析；采用敏感波段(801nm,670nm) 构建RVI, NDVI, SAVI, OSAVI 和MTVI2 植被指数，建立大豆LAI估算模型；最后采用相关系数较大的波段作为神经网络模型的输入变量进行大豆LAI的估算。【结果】大豆LAI与光谱反射率在可见光波段呈负相关、近红外波段呈正相关、红边处相关系数由负变正；微分光谱在三边处与大豆LAI关系密切，在红边处取得最大回归确定性系数（ R2 = 0.86）。植被指数可以较为精确反演大豆LAI，确定性系数R2>0.84。人工神经网络模型可以大大提高大豆LAI的估算水平，当隐藏层节点数为2 时， R2为0.92，随着隐藏层节点数的增加， R2可高达0.96；在没有黄熟期数据干扰的情况下，神经网络可以进一步提高大豆LAI的反演精度， R2可高达0.99。【结论】与基于植被指数建立的模型相比，神经网络模型可以有效避免因LAI过高而出现的过饱和现象，大大提高了LAI的反演精度。
 

小麦条锈菌鉴别寄主Lee 中抗性基因Yr7的微卫星标记 [投本文一票]

【目的】对近等基因系Taichung29*6/Lee对条锈菌（PST）菌系CYR27 的抗性谱进行遗传分析，并运用微卫星技术对近等基因系Taichung29*6/Lee中的抗条锈性基因进行标记。【方法】将Taichung29*6/Lee 与 Taichung29 杂交、自交和测交并对双亲及其杂交后代进行苗期抗性鉴定。采用SSR技术，利用抗性供体Lee中含有目的基因Yr7的小麦抗条锈病近等基因系Taichung29*6/Lee，选用Yr7所在的2B染色体上88 对和Yr22、Yr23所在4D、6D染色体上22 对SSR引物，对供试的Taichung29*6/Lee、Taichung29 和Lee基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析。【结果】根据F2分离群体的抗感单株分离比例，确定Taichung29*6/Lee对CYR27 菌系的抗性为1 个显性基因， 2B染色体上的Xgwms526引物扩增出多态性谱带为Xgwms526/212bp和Xgwms526/216bp，并证明其DNA片段位点与抗条锈基因Yr7存在遗传连锁关系；用标记Xgwms526扩增F2作图群体的单株DNA，在75 株抗病单株中，有22 株扩增出A型带（ Xgwm526-212bp），51 株扩增出H型带（ Xgwm526-212bp和Xgwm526-216），2 株扩增出B型带（ Xgwm526-216）；在31 株感病株中，有4 株扩增出H型带，27 株扩增出B型带。【结论】通过Map Manager QTX 17b软件计算，确定Xgwm526标记位点与Yr7基因位点的遗传距离为5.3cM，标准差为2.3，LOD值为18.4。该标记Xgwm526可作为Yr7基因的SSR标记利用。
 

 

（生物通：张迪）